JPS6379378A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JPS6379378A
JPS6379378A JP61223597A JP22359786A JPS6379378A JP S6379378 A JPS6379378 A JP S6379378A JP 61223597 A JP61223597 A JP 61223597A JP 22359786 A JP22359786 A JP 22359786A JP S6379378 A JPS6379378 A JP S6379378A
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JP
Japan
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region
misfet
circuit
semiconductor
semiconductor region
Prior art date
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JP61223597A
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Japanese (ja)
Inventor
Kanji Ooishi
貫時 大石
Takuo Senda
千田 拓夫
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • H01L27/0266Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using field effect transistors as protective elements

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Abstract

PURPOSE:To improve the electrostatic breakdown strength of an output circuit and to prevent defective operation, by providing a doubledrain structure for an MISFET in an inner circuit, and providing a single-drain structure, which has double drains at a part, for an MISFET at an output stage. CONSTITUTION:In an MISFET Qn, a semiconductor region 7 is formed around the outer surface of a semiconductor region 8. Thus, the electric field strength in the vicinity of a drain region can be weakened with the semiconductor region 7 having low impurity concentration. The drain region of an MISFET Q1 in an output stage circuit and the source region of an MISFET Q2 are constituted with a single-drain structure, which has double drains at a part of a channel forming region. Thus the electric field strength in the vicinity of the drain region and the source region can be weakened with the semiconductor region 7 having low impurity concentration.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置に関し、特に。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and particularly to a semiconductor integrated circuit device.

その出力回路に適用して有効な技術に関するものである
The present invention relates to a technique that is effective when applied to the output circuit.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体集積回路装置の出力回路(出力バッフ7回路)と
して、プッシュプル型のインバータ回路が使用されてい
る。このインバータ回路は、駆動用及び負荷用M I 
S FETを、夫々、エンハンスメント型のnチャネル
MISFETで構成している。
A push-pull type inverter circuit is used as an output circuit (output buffer 7 circuit) of a semiconductor integrated circuit device. This inverter circuit has MI for driving and load.
Each of the S FETs is an enhancement type n-channel MISFET.

この種の半導体集積回路装置で1よ、高集積化でMIS
FETのサイズが縮小すると、ドレイン領域近傍の電界
強度が高くなり、ホットキャリアの発生が問題になって
くる。ホットキャリアは、ゲート絶縁膜中やゲート絶S
′膜とシリコンとの界面にトラップされ、MISFET
のしきい値電圧を経時的に変動させてしまう。
This type of semiconductor integrated circuit device is highly integrated and MIS
As the size of the FET decreases, the electric field strength near the drain region increases, causing the generation of hot carriers to become a problem. Hot carriers are generated in the gate insulating film and in the gate insulation film.
'It is trapped at the interface between the film and silicon, and the MISFET
This causes the threshold voltage of the device to change over time.

このようなホットキャリアの発生を防止するには、MI
SFETに所謂ダブルドレイン構造を採用する必要があ
る。ダブルドレイン構造のMISFETは、n°型(高
不純物濃度)の半導体領域と、その外周に沿って形成さ
れたn型(低不純物濃度)の半導体領域とでドレイン領
域を構成している。
To prevent the generation of such hot carriers, MI
It is necessary to adopt a so-called double drain structure for the SFET. In a MISFET with a double drain structure, a drain region is composed of an n° type (high impurity concentration) semiconductor region and an n type (low impurity concentration) semiconductor region formed along the outer periphery of the n° type (high impurity concentration) semiconductor region.

ダブルドレイン構造は、n型半導体領域でドレイン領域
近傍の電界強度を弱めることができるので、前述のホッ
トキャリアの発生を低減することができる。ダブルドレ
イン構造は、製造工程を低減するために、内部回路、入
力回路及び出力回路の全てのMISFETに採用される
Since the double drain structure can weaken the electric field strength near the drain region in the n-type semiconductor region, it can reduce the generation of hot carriers described above. The double drain structure is adopted for all MISFETs in the internal circuit, input circuit, and output circuit to reduce the manufacturing process.

しかしながら、先に本願出願人により出願された特願昭
59−240619号によれば、出力回路(以下、出力
段回路ともいう)をダブルドレイン構造のM I S 
FETで48成すると、次の間双点を生じることと、そ
の解決手段とが記載されている。
However, according to Japanese Patent Application No. 59-240619 previously filed by the applicant, the output circuit (hereinafter also referred to as the output stage circuit) is an M I S with a double drain structure.
It is stated that when 48 FETs are used, a double point occurs between the following times, and a means for solving this problem is described.

出力段回路を構成するダブルドレイン構造の駆動用又は
負荷用M I S FETは、ドレイン領域又はソース
領域と半導体基板とで静電気破壊防止回路(ダイオード
素子)を構成している。この静電気破壊防止回路は、実
質的にn型(低不純物濃度)の半導体領域と半導体基板
とで構成されるので、n゛型(高不純物濃度)の半導体
領域で構成されたそれに比べ、ブレークダウン電圧が高
くなる。このため、静電気破壊を誘発する過大電圧を半
導体基板側に吸収する前に、出力段回路が静電気破壊を
生じる。
A drive or load MIS FET with a double drain structure that constitutes an output stage circuit constitutes an electrostatic breakdown prevention circuit (diode element) with a drain region or a source region and a semiconductor substrate. This electrostatic breakdown prevention circuit is essentially composed of an n-type (low impurity concentration) semiconductor region and a semiconductor substrate, so it has a higher breakdown rate than a circuit that is composed of an n-type (high impurity concentration) semiconductor region. Voltage increases. Therefore, the output stage circuit suffers from electrostatic damage before the semiconductor substrate side absorbs the excessive voltage that induces electrostatic damage.

そこで、この問題点を解決するために、出力段回路をシ
ングルドレイン構造のMISFETで構成し、内部回路
をダブルドレイン構造のMISFETで構成している。
Therefore, in order to solve this problem, the output stage circuit is configured with a single drain structure MISFET, and the internal circuit is configured with a double drain structure MISFET.

このように構成される半導体集積回路装置は、内部回路
内においてホットキャリアの発生を防止できるので、M
 I S FETのしきい(it電圧の変動を防止し、
電気的信頼性を向上できる特徴がある。また、出力段回
路に挿入された静電気破壊防止回路のブレークダウン電
圧を低下し、出力段回路が静電気破壊を生じる前に過大
電圧を半導体基板側に吸収できるので、静電気破壊耐圧
を向上することができる特徴がある。
The semiconductor integrated circuit device configured in this way can prevent the generation of hot carriers in the internal circuit, so the M
I S FET threshold (prevents fluctuations in IT voltage,
It has the feature of improving electrical reliability. In addition, the breakdown voltage of the electrostatic breakdown prevention circuit inserted in the output stage circuit is lowered, and excessive voltage can be absorbed into the semiconductor substrate before the output stage circuit causes electrostatic breakdown, improving the electrostatic breakdown voltage. There are features that allow it.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明者は、前述の出力段回路の動作特性試験ならびに
その検討の結果、次のような問題点が生じることを見出
した。
The inventors of the present invention discovered the following problems as a result of testing and examining the operating characteristics of the output stage circuit described above.

出力段回路の駆動用及び負荷用MISFETは、静電気
破壊耐圧を向上するために、所謂シングルドレイン構造
で構成されている。シングルドレイン構造のMISFE
Tは、動作時に、ドレイン領域近傍での電界強度が高い
ため、ホラl−キャリアの発生が著しい。ホットキャリ
アのうち正孔は、基板電流として出力段回路部分の基板
電位を浮かせてしまう。このため、ソース領域又はドレ
イン領域と基板との電位差を充分に確保できなくなるの
で、特に入出力が共通の端子に印加されるような場合(
I 10コモン)、その端子(以下、工/○端子という
)の入力信号の低レベル側の規格電圧のマージンが縮小
するという問題を生じる。また。
The drive and load MISFETs of the output stage circuit have a so-called single drain structure in order to improve electrostatic breakdown voltage. MISFE with single drain structure
In T, during operation, the electric field strength near the drain region is high, so the generation of hollow L-carriers is significant. Among the hot carriers, holes act as a substrate current and raise the substrate potential of the output stage circuit. For this reason, it becomes impossible to ensure a sufficient potential difference between the source or drain region and the substrate, especially when input and output are applied to a common terminal (
I10 common), a problem arises in that the margin of the standard voltage on the low level side of the input signal of that terminal (hereinafter referred to as the "I/O" terminal) is reduced. Also.

基板電位が著しく浮いた場合には、出力段回路及び内部
回路において動作不良を生じる。
If the substrate potential rises significantly, malfunctions occur in the output stage circuit and internal circuits.

本発明の目的は、半導体集積回路装置において、出力回
路の静電気破壊耐圧を向上すると共に、その動作不良を
防止することが可能な技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique that can improve the electrostatic breakdown voltage of an output circuit in a semiconductor integrated circuit device and prevent malfunction thereof.

本発明の他の目的は、I10端子の入力信号の低レベル
側の規格電圧のマージンを拡大することが可能な技術を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique that can expand the standard voltage margin on the low level side of the input signal to the I10 terminal.

本発明の他の目的は、前記目的を達成すると共に、内部
回路の電気的信頼性を向上することが可能な技術を提供
することtこある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of achieving the above object and improving the electrical reliability of the internal circuit.

本発明の他の目的は、前記目的を達成すると共に、出力
回路の動作速度の高速化を図ることが可能な技術を提供
することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of achieving the above object and increasing the operating speed of an output circuit.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細害の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
The above and other objects and novel features of the present invention will become clear from the description of the present specification and the accompanying drawings.

〔間悪点を解決するための手段〕[Means for resolving the shortcomings]

本願において開示される発明のうち1代表的なものの概
要を説明すれば、下記のとおりである。
An overview of one typical invention disclosed in this application is as follows.

半導体集積回路装置において、内部回路のMISFET
をダブルドレイン構造で1・3成し、出力段回路のMI
SFETを、チャネル形成領域側の一部にダブルドレイ
ン構造を有するシングルドレイン構造で構成する。
In a semiconductor integrated circuit device, MISFET in the internal circuit
1 and 3 with a double drain structure, and MI of the output stage circuit.
The SFET is configured with a single drain structure having a double drain structure in a portion on the side of the channel formation region.

〔作 用〕[For production]

上記した手段によれば、内部回路のMISFETにおい
て、ホットキャリアに起因するしきい値電圧の経時的な
劣化を低減できるので、電気的信頼性を向上することが
できる。さらに、これと共に、出力回路において、ダブ
ルドレインt+を造でホットキャリアの発生を低減して
基板電流を低減できるので、動作不良を防止することが
でき、かつ。
According to the above-described means, it is possible to reduce the deterioration of the threshold voltage over time caused by hot carriers in the MISFET of the internal circuit, so that the electrical reliability can be improved. Furthermore, in addition to this, a double drain t+ is formed in the output circuit to reduce the generation of hot carriers and reduce the substrate current, thereby preventing malfunctions.

シングルドレイン構造でブレークダウン電圧を低減して
過大電圧を基板側に即座に吸収できるので、静電気破壊
を防止することができる。
The single-drain structure reduces breakdown voltage and allows excessive voltage to be absorbed immediately on the substrate side, thereby preventing electrostatic damage.

以下、本発明の構成について、本発明を、プッシュプル
型インバータ回路で出力段回路を構成する半導体集積回
路装置し;適用した一実施例とともに説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of the present invention will be described below along with one embodiment in which the present invention is applied to a semiconductor integrated circuit device in which an output stage circuit is configured with a push-pull type inverter circuit.

なお、全図において、同一の機能を有するものは同一の
符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
In all the figures, parts having the same functions are denoted by the same reference numerals, and repeated explanations thereof will be omitted.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の一実施例である半導体集積回路装置の出力部を
第1図(等価@路間)で示す。
An output section of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. 1 (equivalent @ circuit).

半導体集積回路装置の出力段回路は、第1図に示すよう
に、プッシュプル型のインバータ回路で構成されている
。すなわち、このインバータ回路は、駆動用M I S
 F E T Q sと負荷用MISFET Q 2と
で構成されており、夫々、nチャネル型のエンハンスメ
ント型で構成されている。
As shown in FIG. 1, the output stage circuit of a semiconductor integrated circuit device is comprised of a push-pull type inverter circuit. That is, this inverter circuit has a driving M I S
It is composed of a FETQs and a load MISFET Q2, each of which is an n-channel enhancement type.

駆動用M I S F E T Q Iのドレイン領域
と負荷用M I S F E T Q 2のソース領域
は、夫々が接続されると共に、外部出力端子(ボンディ
ングパット)BPに接続されている。駆動用MISFE
TQ、は、ソース領域に基準電圧(例えば1回路の接地
電位0[V])Vssが接続されており、低レベルの出
力信号を出力するように構成されている。負荷用M I
 5FETQ2は、ドレイン領域に電源電圧(例えば、
回路の動作電圧5 [V] ) Vecが接続されてお
り、高レベルの出力、信号を出力するように構成されて
いる。
The drain region of the driving MISFET Q I and the source region of the load MISFET Q 2 are connected to each other and to an external output terminal (bonding pad) BP. MISFE for drive
TQ has a reference voltage (for example, ground potential of one circuit 0 [V]) Vss connected to its source region, and is configured to output a low-level output signal. MI for load
5FETQ2 has a power supply voltage (for example,
The operating voltage of the circuit (5 [V]) Vec is connected, and the circuit is configured to output a high level output and signal.

駆動用M I 5FETQ+ 、負荷用M r S F
ETQ2の夫々のゲート電極は、出力(8号端子り、 
Dに夫々接続されている。出力信号端子り、Dは、内部
回路からの出力信号が表われるようになっている。
MI 5FETQ+ for drive, M r SF for load
Each gate electrode of ETQ2 has an output (No. 8 terminal,
D, respectively. The output signal terminal D is adapted to display an output signal from the internal circuit.

このように構成される出力段回路は、通常、V3s〜V
cc−Vjh(Lきい値電圧)の範囲内の出力信号を出
力する。SRAM、DRAM等に塔載されるI10コモ
ンの出力段回路においては、基板にVgB電位(例えば
、−2,5〜−3,5[V’l )を印加し、I10端
子の入ツノ信号の低レベル側の規格電圧を−3,0[V
]程度まで保証している。I10コモンとされる場合、
第1図の出ツノ端子BPはI10端子とされ、pチャネ
ル及びnチャネルMISFETからなルCM OS (
相補型MO8)インバータ回路(図示しない)が接続さ
れることは言までもない。なお、このpチャネル及びn
チャネルMISFETrは、後述する内部回路のpチャ
ネル及びnチャネルMISFETQP及びQnと略同−
の構成とされ、さらに、この入力段回路としてのCMO
Sインバータ回路を静電破壊から保護するために例えば
抵抗素子とダイオード形態に接続されたnチャネルM 
I S FETからなる保護回路が付加される。保護回
路のMISFETは、後述する半導体領域8のみし;よ
ってそのソースドレイン領域が形成されるものであって
もよい。
The output stage circuit configured in this way usually has a voltage of V3s to V3s.
Outputs an output signal within the range of cc-Vjh (L threshold voltage). In the I10 common output stage circuit mounted on SRAM, DRAM, etc., a VgB potential (for example, -2,5 to -3,5 [V'l) is applied to the board, and the input horn signal of the I10 terminal is The standard voltage on the low level side is -3.0[V
] Guaranteed up to a certain extent. If it is considered as I10 common,
The output terminal BP in FIG. 1 is the I10 terminal, and the CM OS (
Needless to say, a complementary MO8) inverter circuit (not shown) is connected. Note that this p channel and n
The channel MISFET Tr is approximately the same as the p-channel and n-channel MISFETs QP and Qn of the internal circuit, which will be described later.
Furthermore, the CMO as this input stage circuit is configured as follows.
In order to protect the S inverter circuit from electrostatic damage, an n-channel M connected in diode form with a resistive element, for example.
A protection circuit consisting of an IS FET is added. The MISFET of the protection circuit may be formed only in a semiconductor region 8, which will be described later; therefore, its source and drain regions may be formed.

次に、前記出力段回路の具体的な構成について、内部回
路のMISFETrと共に、第2図(断面図)を用いて
説明する。
Next, the specific configuration of the output stage circuit will be explained with reference to FIG. 2 (cross-sectional view) together with the MISFET Tr of the internal circuit.

第2図において、■は単結晶シリコンからなるp−型の
半導体基板、2はn−型のウェル領域である。
In FIG. 2, 2 is a p-type semiconductor substrate made of single crystal silicon, and 2 is an n-type well region.

半導体基板1には基板電位v81が印加され、ウェル領
域2には電源電圧Vccが印加される。
A substrate potential v81 is applied to the semiconductor substrate 1, and a power supply voltage Vcc is applied to the well region 2.

M I S FET形成領域間の半導体基板1、ウエ層
領域2の夫々の主面部には、フィールド絶縁膜3、p型
又はn型のチャネルストッパ領域4が設けられている。
A field insulating film 3 and a p-type or n-type channel stopper region 4 are provided on the main surfaces of the semiconductor substrate 1 and the overlayer region 2 between the M I S FET formation regions.

これらは、M I S l” E T間を電気的に分離
するように構成されている。
These are configured to provide electrical isolation between the M I S l''ET.

内部回路のnチャネルM I S F E T Q n
は、フィールド絶縁膜3で囲まれた領域内の半導体基板
1の主面に形成されている。つまり、MISFET Q
 nは、ゲート絶縁膜5、ゲート電極6、ソース領域若
しくはドレイン領域である一対のn型半導体領域7及び
n゛型半導体領域8で構成されている。低不純物濃度の
半導体領域7はリンで構成され、高不純物濃度の半導体
領域8はヒ素で構成されている。すなわち、ソース領域
及びドレイン領域は、両者の拡散速度差を利用して形成
されており、ヒ素よりもリンの方が拡散速度が速いので
、半導体領域8の外周に沿って半導体領域7が形成され
ている。このM I S FE T Q nは、所謂ダ
ブルドレイン構造で構成されている。
Internal circuit n-channel M I S F E T Q n
is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 within a region surrounded by the field insulating film 3. In other words, MISFET Q
n is composed of a gate insulating film 5, a gate electrode 6, a pair of n-type semiconductor regions 7 and n'-type semiconductor regions 8, which are source or drain regions. The semiconductor region 7 with a low impurity concentration is made of phosphorus, and the semiconductor region 8 with a high impurity concentration is made with arsenic. That is, the source region and the drain region are formed by utilizing the difference in diffusion speed between the two, and since the diffusion speed of phosphorus is faster than that of arsenic, the semiconductor region 7 is formed along the outer periphery of the semiconductor region 8. ing. This M I S FET Q n has a so-called double drain structure.

このように、内部回路のnチャネルMISFET Q 
nをダブルドレイン構造で構成することによす、低不純
物濃度の半導体領域7でドレイン領域近傍の電界強度を
弱めることができるので、ホットキャリアの発生を低減
することができる。つまり、MISFETQnの経時的
なしきい値電圧の劣化を低減することができるので、電
気的信頼性を向上することができる。
In this way, the internal circuit n-channel MISFET Q
By configuring n with a double drain structure, the electric field strength near the drain region can be weakened by the semiconductor region 7 with a low impurity concentration, so the generation of hot carriers can be reduced. In other words, it is possible to reduce deterioration of the threshold voltage of MISFETQn over time, thereby improving electrical reliability.

内部回路のpチャネルMISFETQPは、フィールド
絶縁膜3で囲まれた領域内のウェル領域2の主面に形成
されている。つまり、MISFETQpは、ゲート絶縁
yA5、ゲート電極6、ソース領域若しくはドレイン領
域である一対のp′″型半導体領域9で構成されている
The p-channel MISFET QP of the internal circuit is formed on the main surface of the well region 2 in a region surrounded by the field insulating film 3. That is, the MISFET Qp is composed of a gate insulator yA5, a gate electrode 6, and a pair of p''' type semiconductor regions 9 that are a source region or a drain region.

出力段回路の駆動用M r S F E T Q t 
、負荷用M I S F E T Q 2の夫々は、フ
ィールド絶B膜3で囲まれた領域内の半導体基板1の主
面に形成されている。
For driving the output stage circuit M r S F E T Q t
, and the load MISFET Q 2 are formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 in a region surrounded by the field isolation B film 3.

M ]’ 5FETQ+ 、Q2の夫々は、半導体基板
1、ゲート絶縁膜5、ゲート電極6、ソース領域若しく
はドレイン領域である一対のn型半導体領域7及びn゛
型半導体領域8で構成されている。低不純物濃度の半導
体領域7は、チャネル形成領域側の一部だけに構成され
ている。つまり、MISF E TQ +、 、 ()
2の夫々は、チャネル形成領域側の一部にダブルドレイ
ン構造を有するシングルトレイン構造で構成されている
。M I S F E T Q +のドレイン領域、M
I 5FETQ2のソース領域として使用される高不純
物濃度の半導体領域8は、半導体基板1とのp n接合
部でダイオード素子を構成している。このダイオード素
子は、出力段回路の静電気破壊防止回路を構成するよう
になっている。
Each of the 5FETs Q+ and Q2 is composed of a semiconductor substrate 1, a gate insulating film 5, a gate electrode 6, a pair of n-type semiconductor regions 7 and n-type semiconductor regions 8, which are source or drain regions. The semiconductor region 7 with a low impurity concentration is formed only in a part of the channel forming region side. In other words, MISF E TQ +, , ()
Each of the transistors 2 has a single train structure having a double drain structure in a part on the side of the channel forming region. Drain region of M I S F E T Q +, M
A highly impurity-concentrated semiconductor region 8 used as a source region of the I5FETQ2 constitutes a diode element at a pn junction with the semiconductor substrate 1. This diode element constitutes an electrostatic breakdown prevention circuit of the output stage circuit.

低不純物濃度の半導体領域7は、第3図(所定の製造工
程における断面図)に示すように形成される。つまり、
半導体領域7は、出力段回路のMI 5FETQ+ 、
Q2の夫々をシングルドレイン構造に形成するマスク1
3のパターンを一部変更し、このマスク13を用いてイ
オン打込みでリンを導入することにより形成することが
できる。半導体領域7は、内部回路と出力段回路とで同
一工程で形成され、又M、 I S F E T Q 
+ 、 Q 2の夫々のゲート電極6に対して自己整合
的に形成される。
The semiconductor region 7 with a low impurity concentration is formed as shown in FIG. 3 (a cross-sectional view in a predetermined manufacturing process). In other words,
The semiconductor region 7 includes MI 5FETQ+ of the output stage circuit,
Mask 1 for forming each of Q2 into a single drain structure
It can be formed by partially changing the pattern of No. 3 and introducing phosphorus by ion implantation using this mask 13. The semiconductor region 7 is formed in the same process for the internal circuit and the output stage circuit, and is formed by M, I S F E T Q
+ and Q2 are formed in a self-aligned manner with respect to the respective gate electrodes 6.

マスク13は、例えば、フォトレジスト膜で形成する。The mask 13 is formed of, for example, a photoresist film.

また、図示していないが、入力段回路の前段に設けられ
る静電気破壊防止回路のクランプ用nチャネルMISF
ETは、シングルドレイン構造(半導体領域8)で構成
される。
Although not shown, there is also an n-channel MISF for clamping the electrostatic breakdown prevention circuit provided before the input stage circuit.
ET is configured with a single drain structure (semiconductor region 8).

高不純物濃度の半導体領域8は、第3図に示すように、
マスク14を用いてイオン打込みでヒ素を導入すること
により形成することができる。半導体領域8は、半導体
領域7と同様に、内部回路と出力段回路とで同一工程で
形成される。
As shown in FIG. 3, the semiconductor region 8 with high impurity concentration is
It can be formed by introducing arsenic by ion implantation using the mask 14. Similarly to the semiconductor region 7, the semiconductor region 8 is formed by the internal circuit and the output stage circuit in the same process.

このように、少なくとも、出力段回路のMISF E 
T Q lのトレイン領域、M I S F E T 
Q 2のソース領域を、チャネル形成領域側の一部にダ
ブルドレイン構造を有するシングルドレイン構造で構成
することにより、低不純物濃度の半導体領域7でドレイ
ン領域、ソース領域近傍の電界強度を弱めることができ
るので、ホットキャリアの発生を低減することができる
。つまり、基板電流を低減し、出力段回路部分の半導体
基板1の基板電位の浮きを低減することができるので、
I10端子・の入力信号の低レベル側の規格電圧のマー
ジンを拡大することができる。また、出力段回路の動作
不良を防止することができる。
In this way, at least the MISF E of the output stage circuit
Train region of T Q l, M I S F E T
By configuring the source region of Q2 with a single drain structure having a double drain structure in a part on the side of the channel formation region, it is possible to weaken the electric field strength near the drain region and the source region in the semiconductor region 7 with a low impurity concentration. Therefore, generation of hot carriers can be reduced. In other words, it is possible to reduce the substrate current and reduce the floating of the substrate potential of the semiconductor substrate 1 in the output stage circuit portion.
The margin of the standard voltage on the low level side of the input signal to the I10 terminal can be expanded. Moreover, malfunction of the output stage circuit can be prevented.

また、前述のように、〜I I S F E T Q 
lのドレイン領域、M I S F E T Q 2の
ソース領域を、シングルドレイン構造で構成することに
より、半導体領域8と半導体基板1どのpn接合部で構
成される静電気破壊防止回路(ダイオード素子)のブレ
ークダウン電圧を低くできるので、出力段回路が静電気
破壊を生しる前に過大電圧を半導体基板l側に吸収する
ことができる。
Also, as mentioned above, ~ I I S F E T Q
By configuring the drain region of 1 and the source region of MISFET Q 2 with a single drain structure, an electrostatic breakdown prevention circuit (diode element) consisting of a pn junction between the semiconductor region 8 and the semiconductor substrate 1 is formed. Since the breakdown voltage can be lowered, excessive voltage can be absorbed into the semiconductor substrate l side before the output stage circuit is damaged by static electricity.

また、MI 5FETQ+ 、Q2のチャネル形成領域
側の一部をダブルドレイン構造で構成することにより、
チャネル形成領域側への半導体領域7を形成するリンの
拡散距離が大きい(ヒ素に比べて)ので、チャネル長を
縮小することができる。
In addition, by configuring a part of the channel formation region side of MI 5FETQ+, Q2 with a double drain structure,
Since the diffusion distance of phosphorus forming the semiconductor region 7 toward the channel forming region side is long (compared to arsenic), the channel length can be reduced.

チャネル長の縮小は、M I 5FETQ+ 、Q2の
夫々のチャネル形成領域(ソース領域−トレイン領域間
)の抵抗値及びしきい値電圧を低くすることができる。
Reducing the channel length can lower the resistance value and threshold voltage of each channel forming region (between the source region and the train region) of M I 5FETQ+ and Q2.

つまり、M I S FETQ+ 、Q2の動作速度の
高速化を図ることができる。
In other words, it is possible to increase the operating speed of the MI S FETs Q+ and Q2.

これら、個々の効果は、内部回路のMISFETQn、
Qpの電気的信頼性を向上すると共に、得ることができ
る。
These individual effects are caused by the internal circuit MISFETQn,
The electrical reliability of Qp can be improved and obtained.

また、基板電流の低減は、I10端子に接続された出力
段回路に適用した場合特に有効であり、一方、抵抗値及
びしきい値電圧の低下は出力端子に接続された出力段回
路の高速化に特に有効である。
Also, reducing the substrate current is particularly effective when applied to the output stage circuit connected to the I10 terminal, while reducing the resistance value and threshold voltage increases the speed of the output stage circuit connected to the output terminal. It is particularly effective for

10はMI 5FETQn、Qp、Q+及びQ2を覆う
層間絶縁膜、11は接続孔、12は配線(例えばアルミ
ニウム膜)である。
10 is an interlayer insulating film covering MI 5FETQn, Qp, Q+ and Q2, 11 is a connection hole, and 12 is a wiring (for example, an aluminum film).

以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて、種々変形し得ることは勿論である。
As above, the invention made by the present inventor has been specifically explained based on the above embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Of course.

例えば、本発明は、並列接続された複数の駆動用M I
 S F E T Q lと同様に並列接続された複数
の負荷用M I S F E T Q 2とで出力段回
路を構成してもよい。
For example, in the present invention, a plurality of drive MIs connected in parallel
An output stage circuit may be configured with a plurality of load MISFET Qs 2 connected in parallel in the same way as SFETQl.

また、本発明は、出力段回路を構成する負荷用M I 
S F E T Q 2を、ゲート電極とドレイン領域
とを短絡させた負荷素子として構成してもよい。
Further, the present invention provides a load M I that constitutes an output stage circuit.
S F E T Q 2 may be configured as a load element whose gate electrode and drain region are short-circuited.

また、本発明は、駆動用及び負荷用MISFET Q 
I及びQ2を、L D D (L ight、1y旦o
ped旦rain)構造で構成することができる。内部
回路のMISFETは、ダブルドレイン構造で構成され
る。
Further, the present invention provides drive and load MISFET Q
I and Q2, L D D (Light, 1ydan o
It can be configured with a ped-rain) structure. The MISFET in the internal circuit has a double drain structure.

LDD構造のMISFETは、ゲート電極をマスクに低
不純物濃度のn型半導体領域を形成し、ゲート電極の側
部にサイドウオールスペーサを形成した後、それを用い
て高不純物濃度のrl”型半導体領域を形成することに
より構成することができる。
In an LDD structure MISFET, an n-type semiconductor region with a low impurity concentration is formed using the gate electrode as a mask, a sidewall spacer is formed on the side of the gate electrode, and then a rl" type semiconductor region with a high impurity concentration is formed using the spacer. It can be configured by forming.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本願において開示された発明のう
ち1代表的なものによって得ることができる効果を簡単
に説明すれば、次のとおりである。
As explained above, the effects that can be obtained by one representative invention among the inventions disclosed in this application will be briefly described as follows.

半導体集積回路装置の内部回路のM I S FETに
おいて、ホットキャリアに起因するしきいイ直ii圧の
経時的な劣化を低減できるので、電気的信頼性を向上す
ることができる。
In the M I S FET of the internal circuit of the semiconductor integrated circuit device, it is possible to reduce the deterioration over time of the threshold direct pressure caused by hot carriers, so that the electrical reliability can be improved.

さらに、これと共に、出力段回路において、ダブルドレ
イン構造でホットキャリアの発生を低減して基板電流を
低減できるので、動作子rtを防止することができ、か
つ、シングルトレイン構造でブレークダウン電圧を低減
して過大電圧を基板側に即座に吸収できるので、静電気
破壊を防止することができる。
Furthermore, in the output stage circuit, the double drain structure can reduce the generation of hot carriers and reduce the substrate current, preventing the operating element rt, and the single train structure can reduce the breakdown voltage. Since excessive voltage can be immediately absorbed on the substrate side, electrostatic damage can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の出力部を示す等価回路間、 第2図は、前記第【図に示す出力部と内部回路との具体
的な構成を示す断面図、 第3図は、前記第2図に示す出力部と内部回路との所定
の製造工程における断面図である。 図中、1・・半導体基板、2・・・ウェル領域、5ゲー
ト絶縁膜、6・・・ゲート電極、7,8.9・・・半導
体領域、Q、・・・駆動用M I 5FET、Q2 ・
・負荷用MISFET、Qp、Qn=・L113FE−
r、BP・・・外部出力端子、Vss・・基準電圧、V
cc・・・電′rXf11圧である。
FIG. 1 shows an equivalent circuit diagram of an output section of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a specific configuration of the output section and internal circuit shown in FIG. Cross-sectional view FIG. 3 is a cross-sectional view of the output section and internal circuit shown in FIG. 2 in a predetermined manufacturing process. In the figure, 1... semiconductor substrate, 2... well region, 5 gate insulating film, 6... gate electrode, 7, 8.9... semiconductor region, Q... drive MI 5FET, Q2 ・
・Load MISFET, Qp, Qn=・L113FE-
r, BP...External output terminal, Vss...Reference voltage, V
cc...Electricity'rXf11 voltage.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、内部回路、出力回路の夫々にMISFETを含む半
導体集積回路装置において、前記内部回路のMISFE
Tのソース領域若しくはドレイン領域を、高不純物濃度
の第1半導体領域と、該第1半導体領域の外周に沿って
形成された、第1半導体領域と同一導電型でかつそれよ
りも低不純物濃度の第2半導体領域とで構成し、前記出
力回路のMISFETのソース領域若しくはドレイン領
域を、前記第1半導体領域と、チャネル形成領域側に形
成された一部の前記第2半導体領域とで構成したことを
特徴とする半導体集積回路装置。 2、前記内部回路のMISFETは、ダブルドレイン構
造で構成され、前記出力回路のMISFETは、一部に
ダブルドレイン構造を有するシングルドレイン構造で構
成されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の半導体集積回路装置。 3、前記出力回路は、同一チャネル型の駆動用及び負荷
用MISFETからなるプッシュプル型インバータ回路
で構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の半導体集積回路装置。
[Claims] 1. In a semiconductor integrated circuit device including a MISFET in each of an internal circuit and an output circuit, a MISFET in the internal circuit
The source region or the drain region of T is formed by a first semiconductor region with a high impurity concentration and a region formed along the outer periphery of the first semiconductor region, which has the same conductivity type as the first semiconductor region and has a lower impurity concentration than the first semiconductor region. a second semiconductor region, and a source region or a drain region of the MISFET of the output circuit is composed of the first semiconductor region and a part of the second semiconductor region formed on the channel forming region side. A semiconductor integrated circuit device characterized by: 2. The MISFET of the internal circuit is configured with a double drain structure, and the MISFET of the output circuit is configured with a single drain structure with a part of the double drain structure. 2. The semiconductor integrated circuit device described in 2. 3. The output circuit is comprised of a push-pull type inverter circuit consisting of drive and load MISFETs of the same channel type.
2. The semiconductor integrated circuit device described in 2.
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